DE69511079T2

DE69511079T2 - Selbsttesten einer drahtlosen verbindung in einer numerisch besteuerten maschine

Info

Publication number: DE69511079T2
Application number: DE69511079T
Authority: DE
Inventors: Carlo Carli; Andrea Ferrari
Original assignee: Marposs SpA
Current assignee: Marposs SpA
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2015-04-07
Also published as: EP0756694A1; EP0756694B1; DE69511079D1; US5778550A; WO1995028615A1; ITBO940167A1; ITBO940167A0; JPH09512336A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein System zum Prüfen der Abmessungen mechanischer Werkstücke, das eine Detektorvorrichtung und eine Verarbeitungs- und Steuereinheit umfaßt, wobei die Detektorvorrichtung aufweist: einen Detektorkopf, um mit dem zu prüfenden Werkstück zusammenzuwirken, mit Übertragereinrichtungen zum Übertragen eines ersten elektromagnetischen, kodierten Signals, eine vom Kopf getrennten Sende-/Empfangseinheit mit einem Empfangsteil zum Empfangen des ersten elektromagnetischen, kodierten Signals und einem Sendeteil zum Senden eines zweiten elektromagnetischen Signals und eine Schnittstelleneinheit, die an die Sende-/Empfangseinheit und an die Verarbeitungs- und Steuereinheit angeschlossen ist und Aufnahmemittel und Mittel zum Erzeugen von Einschaltsignalen aufweist.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Überprüfen der Funktion eines Systems zum Prüfen der Abmessungen eines mechanischen Werkstücks mit einem Detektorkopf zum Senden erster elektromagnetischer, kodierter Signale und Sende-/Empfangseinheit, die getrennt vom Kopf sind, mit einem Empfangsteil zum Empfang der ersten elektromagnetischen Signale und einem Sendeteil zum Senden zweiter elektromagnetischer Signale.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Bei bekannten Meßsystemen, wie sie beispielsweise bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen zum Detektieren der Position und/oder der Abmessungen von bearbeiteten Werkstücken verwendet werden, verfährt ein an der Maschine befestigter Kontaktdetektorkopf im Laufe eines Prüfzyklus' gegenüber dem Werkstück, berührt die zu prüfende Oberfläche und sendet nach Herstellen des Kontaktes drahtlose Signale an eine entsprechende Empfangseinheit. Die Empfangseinheit ist wiederum mittels einer Schnittstelleneinrichtung mit der numerischen Steuereinheit verbunden, die durch Verarbeitung anderer Signale, die die Position des Kopfes anzeigen, Kenntnis über die Position der Werkstückoberfläche erhält.
Im System kann der Kopf von einer elektrischen Batterie mit Energie versorgt und unter normalen Umständen in einem "Stand-by"-Zustand mit niedrigem elektrischem Energieverbrauch gehalten werden und es kann, wenn ein Meßzyklus durchgeführt werden muß, ein drahtloses Einschaltsignal von der Empfangseinheit an die Sendeschaltungen des Kopfes gesandt werden, um mittels geeigneter Schaltvorrichtung abhängig vom Einschaltsignal die Energieversorgung einzuschalten. Ist ein Meßzyklus zu Ende, sendet die Empfangseinheit ein drahtloses Ausschaltsignal, das den Kopf zurück in den "Stand-by"-Zustand mit niedrigem Verbrauch bringt.
Ein System dieser Art ist im U. S. Patent US-A-4,693,110 gezeigt und beschrieben. Dieses Patent offenbart auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen der Betriebszustände des Kopfes.
Wenn im Laufe eines Meßzyklus' etwaige Zweifel darüber entstehen, ob das System korrekt arbeitet, insbesondere wenn die Übertragung zwischen Kopf und Schnittstelle unterbrochen zu sein scheint, muß man die Ursache für diesen Fehler identifizieren, der den Kopfsender, die Empfangseinheit, die Schnittstellenvorrichtung oder sogar die Verbindungskabel betreffen kann.
Deshalb werden dann alle Bauteile überprüft, bis der Fehler gefunden wird; das bringt das Überprüfen der entsprechenden Schaltungen durch entsprechend schwierige Vorgänge mit sich, wozu geeignete Werkzeuge und auch besonders ausgebildetes Personal nötig sein kann.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein System anzugeben, das, wenn ein Fehler auftritt, das fehlerhafte Bauteil einfach und schnell lokalisieren kann.
Dieses Ziel wird durch ein System erreicht, bei dem die Schnittstelleneinheit Mittel zum Erzeugen eines Überprüfsignals aufweist, das Sende- bzw. das Empfangsteil der Sende/Empfangseinheit zum Senden entsprechender elektromagnetischer Überprüfsignale bzw. zum Empfang reflektierter, elektromagnetischer Überprüfsignale in der Lage ist, um die Funktion der Detektorvorrichtung zu überprüfen.
Ein weiteres Ziel der Vorrichtung liegt darin, eine besonders einfache Testmethode für den Betriebszustand des Systems anzugeben.
Dieses weitere Ziel wird durch ein Verfahren erreicht, das die Schritte aufweist: Ansteuern der Sende-/Empfangseinheit zum Senden zweiter elektromagnetischer Signale, Anordnen einer reflektierenden Fläche nahe des Sendeteils, um eine Reflexion der elektromagnetischen Überprüfsignale zum Empfangsteil der Schnittstelleneinheit zu bewirken, und Überprüfen, daß das Empfangsteil die reflektierten, elektromagnetischen Überprüfsignale richtig empfangen hat.
Ein wichtiger Vorteil eines erfindungsgemäßen Systems und eines erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß man in der Lage ist, den Fehler durch Durchführen weniger einfacher Vorgänge zu lokalisieren, ohne daß besonders ausgebildetes Personal hinzugezogen werden muß oder besondere Ausrüstung nötig sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird nachfolgend genauer unter Bezug auf die nicht einschränkende, beispielhaft aufzufassende Zeichnung gegeben, in der:
Fig. 1 eine sehr schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems zeigt;
Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt, der um 90º gedreht ist, und einer zum System der Fig. 1 gehörenden Vorrichtung zeigt;
Fig. 3 eine Frontalansicht der Vorrichtung der Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 ein Blockdiagramm mit den Funktionen einiger Bauteile des Systems der Fig. 1 zeigt, und
Fig. 5 ein Logikblockdiagramm zeigt, das ein erfindungsgemäßes Verfahren betrifft.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Form ein System zum Feststellen linearer Abmessungen eines Werkstückes 1 mit einer Werkzeugmaschine, auf der Werkstücke bearbeitet werden, beispielsweise einem Bearbeitungszentrum, das in der Figur schematisch dargestellt und mit Bezugszeichen 2 bezeichnet ist. Das System weist neben einer Rechen-, Anzeige- und Steuereinheit insbesondere eine computerisierte numerische Steuereinheit 13 auf, die das Funktionieren der Werkzeugmaschine 2 überwacht, und eine Detektorvorrichtung mit einem Detektorkopf 3. Dieser hat einen Trägerteil 4, der mit den Schlitten der Werkzeugmaschine 2 verbunden ist, einen Fühler 6 und einen den Fühler 6 tragenden Arm 5, der bezüglich dem Trägerteil 4 bewegt wird. Diese besondere Anordnung stellt sicher, daß der Trägerteil 4 des Kopfes 3 und das Werkstück 1 gegeneinander beweglich sind. Der Kopf 3 weist weiter eine Detektor- und Sendeeinrichtung mit mindestens einem Generator für ein elektromagnetische Signale 8 auf, insbesondere eine Lichtquelle 7 z. B. zum Emittieren geeignet kodierter oder modulierter, infraroter, optischer Strahlung nach einem zwischen dem Fühler 6 und dem Werkstück 1 auftretenden Kontakt, die zusätzliche Informationen enthält, wie den Ladegrad einer im Kopf befindlichen elektrischen Batterie (nicht dargestellt) zur Energieversorgung. Weiter sind Umwandlereinrichtungen, insbesondere opto-elektronische Umwandler mit einer Photodiode 9 im Kopf 3 angeordnet, die elektromagnetische Strahlung oder optische Signale 10 ("Einschalt"-Signale, die von einer Sende-/Empfangseinheit 11, welche noch beschrieben wird, ankommen) in elektrische Signale umwandeln, die dazu verwendet werden, um den Energieversorgungszustand des Kopfes 3 auf an sich bekannte Weise zu ändern, im wesentlichen um die im Kopf vorgesehene Sendeeinrichtung mit der Batterie zu verbinden.
Die Detektorvorrichtung weist auch die vorerwähnte Sende-/Empfangseinheit 11 auf sowie eine Schnittstelleneinheit 12 auf. Die Sende-/Empfangseinheit 11 liegt entfernt vom Kopf 3 und enthält im wesentlichen ein Empfangsteil zum Empfang der Strahlung 8 und ein Sendeteil zum Senden der Strahlung 10.
Die Schnittstelleneinheit 12 ist einerseits mit der Sende-/Empfangseinheit 11 und andererseits mit der numerischen Steuereinheit 13 verbunden, die auch auf bekannte, nicht in der Figur dargestellte Art und Weise Signale empfängt, welche die relative Lage zwischen Kopf 3 und Werkstück 1 anzeigt, um Kenntnis von der Position zu dem Zeitpunkt zu geben, zu dem ein Kontakt auftritt.
Die Sende-/Empfangseinheit 11, die schematisch in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, weist ein im wesentliches zylindrisches Gehäuse 14 und einen Deckel 15 mit einer kreisförmigen Öffnung auf, der mittels einer Gewindeverbindung am Gehäuse 14 befestigt ist. Ein Schutzelement, genauer eine Glasscheibe 16, verschließt die Öffnung und ist mittels einer ersten Schraubenmutter 17 befestigt, welche an der Innenwand des Deckels 15 befestigt ist.
Im Gehäuse 14 befindet sich eine Metallkappe 18, und eine Halterung 19 für gedruckte elektrische Schaltungen ist im Inneren der Kappe 18 befestigt. Eine Metallplatte 20 mit im wesentlichen kreisförmigen Profil ist im Gehäuse 14 mittels einer zweiten Schraubenmutter 21 befestigt, wodurch die Öffnung der Kappe 18 verschlossen wird und so eine elektromagnetische Abschirmung der Schaltungen der Halterung 19 bewerkstelligt ist.
Die Halterung 19 trägt unter anderem Einrichtungen zur optoelektronischen Umwandlung mittels Photodioden und lichtemittierenden Dioden ("LED"), die parallel zueinander geschaltet sind. Genauer sind im in den Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel sieben Photodioden 22 und sieben LED 23-29 vorgesehen. Die Photodioden 22 sind jeweils gleich und sind nebeneinander angeordnet und wandeln die empfangene optische Strahlung in elektrische Signale um, welche danach von den Schaltungen der Halterung 19 und der Schnittstelleneinheit 12 geeignet verstärkt und verarbeitet werden. Die LED 23-29 haben die folgenden Funktionen: Visuelle Überwachung, daß die Schnittstelleneinheit 11 eingeschaltet ist (LED 23), visuelle Überwachung, daß von dieser Einheit 11 ein Signal empfangen wurde (LED 24), Senden eines Einschaltsignals 10 oder anderer Signale (LED 25-28) und Bereitstellen einer visuellen Anzeige, daß die Einheit 11 Signale sendet (LED 29). Ein aus einer Metallfolie (z. B. Kupfer) gefertigtes, zweiteiliges Element 30 dient zur weiteren elektromagnetischen Abschirmung der Photodioden 22 und weiterer Schaltungen in der Halterung 19 auf deren beiden Seiten. Darin sind sieben Öffnungen an den entsprechenden Stellen der Photodioden 22 gebildet, so daß die Lichtsignale durchtreten können.
Die Metallplatte 20 hat Löcher zum Durchschieben der LED 23-29 und an der den Photodioden 22 entsprechenden Stelle eine kreisförmige Öffnung, die von einer als Lichtfilter dienenden Folie 31 verschlossen ist, so daß nur Strahlung im infraroten Spektrum durchtreten kann und andere Lichtstrahlung, die in der Umgebung vorliegen kann und eine Fehlfunktion in der Einheit 11 verursachen könnte, nicht eintreten kann.
Die Einheit 11 hat keine fokussierenden Elemente oder optische Verstärker wie Linsen oder Konkavspiegel, und die von der Lichtquelle 7 des Kopfes 3 ausgesendete Infrarotstrahlung 8 wird direkt von den sieben Photodioden 22 durch die Glasscheibe 16 empfangen, die so zusammen eine breite empfindliche Fläche geben.
Fig. 4 zeigt in stark vereinfachter Weise die in der Halterung 19 der Sende- /Empfangseinheit 11 und der Schnittstelleneinheit 12 angeordneten Schaltungen. Diese Schaltungen können mit bekannten Techniken verwirklicht werden und auf bekannte Weise arbeiten, was in der vorliegenden Beschreibung nicht näher erläutert werden wird.
Die Sende-/Empfangseinheit 11 umfaßt eine Verstärkerschaltung 33, die mit den Photodioden 22 verbunden ist, eine mit der Verstärkerschaltung 33 verbundene Begrenzungsschaltung 34 und eine mit den LED 25-28 verbundene Treiberschaltung 35, welche es der Einheit 11 ermöglichen, das Senden von Signalen vorzunehmen.
Die Schnittstelleneinheit 12 weist Mittel zum Erzeugen elektrischer Signale, insbesondere Schaltungen zum Erzeugen von Einschaltsignalen 37 und Schaltungen zum Erzeugen von Überprüfsignalen 38, und Aufnahmemittel mit Dekodierschaltungen 39 auf. Weiter umfaßt die Schnittstelleneinheit 12 Schaltmittel mit einem Schalter 40 und LED 41, 42, um den Informationsgehalt des von der Einheit 11 (LED 41) empfangenen Signals visuell zu überwachen, wie das Auftreten eines Kontaktes zwischen Fühler 6 und Werkstück 1 und dem Ladegrad der im Kopf angeordneten Batterie, und zum Überwachen eines möglichen Fehlers in der Übertragung (LED 42), wenn keine "gültigen" Signale in einem bestimmten Zeitintervall empfangen wurden (z. B. 40 ms), mit anderen Worten, kodierte Signale mit vom Kopf 3 übertragenen Informationen. Die Dekodierschaltungen 39 sind einerseits mit der Begrenzungsschaltung 34 der Einheit 11 über Verbindungsmittel mit einer ersten Verbindungsleitung 43 verbunden und andererseits mit der Verarbeitungseinheit 13, zusätzlich zu den LED 41 und 42. Die numerische Steuereinheit 13 empfängt nach dem Empfang durch die Photodioden 22, geeigneter Verstärkung (33) und Begrenzung (34) die im Signal 8 enthaltene Information ebenso wie Information, die durch die Dekodierungsvorgänge der Schaltung 39 erhalten wurde.
Die Schaltungen 37 sind an die Verarbeitungseinheit 13 angeschlossen und mittels eines Wahlschalters 40 und Verbindungsmitteln mit einer zweiten Verbindungsleitung 44 an die Treiberschaltung 35 der Sende-/Empfangseinheit 11. Ein von der numerischen Steuereinheit 13 ankommendes Steuersignal bewirkt ein Einschaltsignal, das von den Schaltungen 37 erzeugt und an die Treiberschaltung 35 gesendet wird, damit von den LED 25-28 die zugehörigen, optischen Signale 10 erzeugt werden.
Die Schaltungen 38 sind weiter - alternativ zu den Schaltungen 37 - mit der Treiberschaltung 35 der Sende-/Empfangseinheit 11 mittels eines Wahlschalters 40 und der zweiten Verbindungsleitung 44 verbunden.
Die zwei Verbindungsleitungen 43 und 44 umfassen elektrische Leiter mit Adern eines Kabels 45, das an die Einheiten 11 und 12 mittels der Einfachheit halber schematisch dargestellter und mit Bezugszeichen 46, 47, 48 und 49 bezeichneter Anschlußpins verbunden ist. Die Anschlußpins 46 und 47 dienen zur Verbindung der Adern des Kabels 45 mit der Einheit 11, soweit die erste (43) bzw. die zweite (44) Verbindungsleitung betroffen ist. Die Anschlußpins 48 und 49 stellen dagegen eine ähnliche Verbindung der Adern des Kabels 45 mit der Schnittstelleneinheit 12 her.
Im normalen Betriebszustand ist der Wahlschalter 40 in einer Stellung A (durch eine gestrichelte Linie in Fig. 11 gezeigt), in der die Schaltungen 37 mit der zweiten Verbindungsleitung 44 verbunden sind. Gibt die numerische Steuereinheit 13 ein geeignetes Steuersignal, wird in der Schnittstelleneinheit 12 ein Signal zum Einschalten des Kopfes 3 erzeugt und über die LED 25-28 (Signal 10, das in Fig. 4 als gestrichelte Linie gezeigt ist) optisch gesendet, wie zuvor bereits erläutert wurde. Nach dem Empfang der Strahlung 10 durch die Photodioden 9 werden die Sendeeinrichtungen des Kopfes 3 mit Energie versorgt (dies geschieht auf bekannte Weise und hängt nicht direkt mit der Erfindung zusammen) und können daraufhin geeignete, modulierte oder kodierte, optische Signale 8 (durch die gestrichelte Linie in Fig. 4 bezeichnet) senden, die beispielsweise die Position eines Fühlers 6 oder den verbleibenden Ladegrad der im Kopf angeordneten Batterie anzeigen.
Arbeitet das System während der normalen Betriebsabläufe nicht korrekt, und zeigt die LED 42 einen Übertragungsfehler, kann das fehlerhafte Element durch folgendes Verfahren schnell gefunden werden, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf das Blockdiagramm der Fig. 5 beschrieben wird.
Block 50: Das System wird darauf eingestellt, um einen Überprüfvorgang durch Prüfen der Sendeeinrichtung des Kopfes 3 durchzuführen, um zu verhindern, daß in dieser Phase Signale 8 die Sende-/Empfangseinheit 11 erreichen.
Block 51: Der möglicherweise manuelle Wahlschalter 40 wird in Stellung B gelegt, wodurch bewirkt wird, daß ein von den Schaltungen 38 erzeugtes Überprüfsignal über die Leiter der zweiten Leitung 44 an die Treiberschaltung 35 gesendet wird: ein entsprechendes elektromagnetisches Überprüfsignal, genauer ein optisches Signal 8' wird von den LED 25-28 ausgesandt. Das optische Signal 8' unterscheidet sich vom Einschaltsignal 10 und gleicht in jeder Hinsicht einem vom Sender des Kopfes 3 gesendeten Signal 8. Das von den Schaltungen 38 erzeugte Überprüfsignal wird auch die Begrenzungsschaltung 34 gesendet, die demzufolge die entsprechenden Vergleichsschwellwerte verändert, um die Gesamtempfindlichkeit des Empfangsteils der Einheit 11 zu vermindern.
Block 52: Das optische Signal 8' wird an der Oberfläche der Glasscheibe 16 der Sende-/Empfangseinheit 11 teilweise reflektiert und vom Empfangsteil der Einheit 11, z. B. durch die Photodioden 22, empfangen. Nach der einfachen Verarbeitung in der Verstärkerschaltung 33 und der Begrenzungsschaltung 34 des Empfangsteils wird ein entsprechendes Signal über die Leiter der ersten Leitung 43 an die Dekodierschaltungen 39 der Schnittstelleneinheit 12 gesendet.
Block 53: Der Zustand der Überwachungs-LED 42 wird überprüft: ist sie angeschaltet, d. h. zeigt sie weiterhin einen Fehler bei der Aufnahme des Signals 8' an, bedeutet das, daß ein Fehler in der Anordnung aus Schnittstelleneinheit 12, Kabel 45 und Sende-/Empfangseinheit 11 vorliegt, und es wird das Überprüfen in dieser Anordnung fortgesetzt (vgl. Block 55).
Block 54: Ist die LED 42 aus, d. h. wird kein Fehler bei der Übertragung beobachtet, ist anzunehmen, daß ein Fehler im Kopf 3 vorliegt, da dieser das einzige Teil ist, das an dieser Phase nicht überprüft wurde.
Block 55: Durch Abtrennen der Enden der Adern des Kabels 45 von den Anschlußpins 46, 47 und Kurzschließen dieser Enden wird die Sende-/- Empfangseinheit 11 isoliert, und so die erste (43) mit der zweiten (44) Verbindungsleitung kurzgeschlossen. Dadurch wird ein in der Schnittstelleneinheit 12 erzeugtes Überprüfsignal elektrisch an die Aufnahmemittel 39 der Einheit 12 gesendet.
Block 56: Die Überwachungs-LED 42 wird wieder überprüft, ist sie immer noch an, d. h. liegt ein Fehler bei der Aufnahme des Überprüfsignals vor, handelt es sich um einen Fehler in der Anordnung aus Schnittstelleneinheit 12 und Kabel 45, weshalb das Überprüfen mit dieser Anordnung fortgeführt wird (vgl. Block 58).
Block 57: Ist die LED 42 aus, d. h. wird kein Fehler bei der Übertragung beobachtet, ist anzunehmen, daß ein Fehler in der Sende-/Empfangseinheit 11 vor liegt, da dies das einzige Teil der fehlerhaften Anordnung ist, das in dieser Phase nicht überprüft wurde.
Block 58: Das Kabel 45 wird von der Schnittstelleneinheit 12 ebenfalls getrennt, und die Anschlußpins 48 und 49 werden miteinander verbunden: In diesem Fall wird ebenfalls das in der Schnittstelleneinheit 12 erzeugte Überprüfsignal elektrisch an die Aufnahmemittel 39 der Einheit 12 gesendet.
Block 59: Die Überwachungs-LED 42 wird wieder geprüft.
Block 60: Ist die LED 42 aus, d. h. wird kein Fehler bei der Überwachung beobachtet, ist anzunehmen, daß der Fehler im Kabel 45 liegt, da dies das einzige Teil der fehlerhaften Anordnung ist, das in dieser Phase nicht überprüft wurde.
Block 61: Ist die LED 42 an, d. h. wird ein Fehler bei der Aufnahme des Überprüfsignals beobachtet, muß der Fehler in der Schnittstelleneinheit 12 liegen, da dies das einzige Teil ist, das in dieser Phase überprüft wurde.
Block 62: bezeichnet das Ende des Überprüfvorgangs.
Das nach seiner Erzeugung in den Schaltungen 38 von den LED 25-28 gesendete elektromagnetische Überprüfsignal 8' hat Merkmale, die denen eines optisch kodierten Signales 8, das von der Lichtquelle 7 des Kopfes 3 gesendet wurde, in jeder Hinsicht ähneln. Dies ist erforderlich, damit die korrekte Betriebsweise des Systemteils aus Sende-/Empfangseinheit 11, Schnittstelleneinheit 12 und Kabel 45 überprüft werden kann. Dazu reicht es nicht aus, das von den Schaltungen 37 erzeugte Einschaltsignal 10 zu verwenden. Das Einschaltsignal 10 ist nämlich üblicherweise ein einfacher Impuls und enthält keine kodierte Information, die von den Aufnahmemitteln 39 identifiziert werden könnte. Somit stellt die Schnittstelleneinheit 12 keine "gültige" Aufnahme eines Signals fest und zeigt einen Fehler an (LED 42 ein), wenn der Empfangsteil der Sende-/Empfangseinheit 11 ein mögliches Einschaltsignal 10 empfängt.
Wichtig ist, daß im Ausführungsbeispiel auch die Verbindungsleitungen 43 und 44 gleiche elektrische Eigenschaften haben, dadurch kann man die Leitungen 43 und 44 durch eine Verbindung der Adern des Kabels 45 und/oder der Anschluß pins 48 und 49 kurzschließen, wie es in der beschriebenen, durch Blöcke 55 und 58 der Fig. 5 bezeichneten Phase geschieht.
Da in der Praxis Empfangs- und Sendeteile der Sende-/Empfangseinheit 11 sehr nahe beieinander liegen, ist eine kapazitive Kopplung zwischen den beiden Teilen praktisch unvermeidbar (dies in Fig. 4 schematisch durch Bezugszeichen 36 gezeigt), welche in der Anfangsüberprüfphase (Blöcke 51 mit 53) ein Übersprechen des Überprüfsignals über eine unerwünschte Strecke zum Empfangsteil verursachen kann, wodurch die Gefahr besteht, daß die Photodioden 22 und die LED 25-28 bei der Überprüfung ausgelassen werden.
Um dies zu vermeiden, wird die Gesamtempfindlichkeit des Empfangsteils vermindert, so daß es im wesentlichen nicht dazu ausreicht, relativ schwache Signale zu detektieren, wie sie auf anomalem Wege (über die kapazitive Kopplung) dort ankommen können, jedoch die bedeutend stärkeren Signale wahrnehmen kann, die über die LED 25 mit 28 ankommen, genauer die elektromagnetischen Überprüfsignale 8', welche an einer Fläche nahe den LED 25 mit 28 reflektiert wurden (z. B. in einer Entfernung von weniger als 20 bis 30 cm von den LED). Die in der Praxis die Empfindlichkeitsabnahme bewirkenden Abschwächmittel weisen eine geeignete Verbindung zwischen der zweiten Übertragungsleitung 44 und der Begrenzungsschaltung 34 auf. Wie bereits beschrieben (Block 51) verursacht das auf bekannte Weise eine Verschiebung der Vergleichsschwelle in der Schaltung 34, wenn das Überprüfsignal an einen geeigneten Eingang der Begrenzungsschaltung 34 geleitet wird, bis das Überprüfsignal übertragen wird und verursacht die gewünschte Empfindlichkeitsabschwächung während dieser Phase des Überprüfvorgangs.
Wichtig ist, daß bei normalen Betriebszuständen des Systems die Verbindung der zweiten Verbindungsleitung 44 mit einem Eingang der Begrenzungsschaltung 34 eine Verminderung der Empfindlichkeit des Empfangsteils beim Senden eines Einschaltsignales bewirkt. Natürlich betrifft dies das korrekte Arbeiten des Systems während der Einschaltphase überhaupt nicht, da dann die Eigenschaften des Empfangsteils der Einheit 11 unwichtig sind.
Weiter ist wichtig, daß zum Vermindern der Empfindlichkeit des Empfangsteils im Ablauf der Überprüfphase andere, von den obenstehend beschriebenen unterschiedliche Wege bekannt sind, beispielsweise mittels Schaltungen, die in dieser Phase eine Reduzierung der Verstärkung des Verstärkers 33 bewirken.
Die Glasscheibe 16 zur Teilreflexion des optischen, von den LED 25-28 ausgesandten Überprüfsignals 8' zu den Photodioden 22 (Block 52) ist besonders bequem, aber natürlich nicht zwingend für das erfindungsgemäße Verfahren. Anstelle einer Glasscheibe kann man verschiedene Hindernisse verwenden, wie z. B. ein Blatt Papier oder eine Hand, die als geeignete Reflexionsfläche dienen.
Für eine genauere Überprüfung der Systemfunktion können weitere Überprüfungen durchgeführt werden, z. B. ohne reflektierende, den LED 25-28 gegenüberliegende Oberfläche und somit ohne durch die Photodioden 22 aufgenommenes optisches Überprüfsignal 8', um zu überprüfen, ob ein Fehler von der Schnittstelleneinheit 12 (LED 42 eingeschaltet) beobachtet wurde. Statt dessen kann es auch andere Gründe für die Fehlfunktion geben, die sich von denen unterscheiden, die durch das in Fig. 5 gezeigte Verfahren einer Überprüfung zugänglich sind (z. B. durch Rücksenden des Überprüfsignals aufgrund des kapazitiven Effektes 36 oder durch andere, anormale Pfade).
Gemäß einem bekannten Verfahren und ohne wesentliche Änderungen im System kann die Möglichkeit vorgesehen werden, drahtlose "Ausschalt"-Signale ähnlich den "Einschalt"-Signalen zu senden, um die Verbindung zwischen den Sendeeinrichtungen des Kopfes und der zugeordneten Batterie zu trennen.
Das hier beschriebene Verfahren weist manuell durchzuführende Vorgänge auf, man kann aber auch die Möglichkeit vorsehen, zumindest einige der Überprüfphasen zu automatisieren (z. B. den Start des Verfahrens, das Umschalten von Schaltung 37 zum Erzeugen der Einschaltsignale auf die Schaltungen 38 zum Erzeugen der Überprüfsignale, ...).
Darüber hinaus können die Schaltungen, die Verbindungen und der gesamte Aufbau, die in Fig. 4 sehr schematisch dargestellt sind, auch anders verwirklicht werden. Insbesondere können beispielsweise die Mittel 37, 38 zum Erzeugen der Einschaltsignale und der Überprüfsignale und die Schaltmittel 40 Teil eines einzigen Schaltkreisbausteines sein, können die Verbindungsleitungen 43 und 44 andere Elemente als die elektrischen Adern des Kabels 45, wie z. B. Faseroptiken, aufweisen, oder kann die Schnittstelleneinheit 12 in die Sende-/Empfangseinheit 11 integriert werden, da geeignete Bausteine der letzteren Funktionen übernehmen können, die bezüglich der Schaltungen der Einheit 12 bereits beschrieben wurden.
Eine andere Ausbildung des Systems kann das tatsächliche Einschaltsignal 10 als Überprüfsignal 8' verwenden. Dann sind in der Schnittstelleneinheit 12 die Schaltungen 38 und der Schalter 40 nicht vorhanden, die Aufnahmemittel (39) modifiziert und in der Lage nach einem geeigneten Schaltvorgang zu detektieren, ob die Merkmale des nach der Reflexion empfangenen Signals im wesentlichen dem übertragenen Einschaltsignal gleichen.
Das Testverfahren kann auch, ohne daß man wesentliche Änderungen vornehmen muß, für Systeme verwendet werden, die eine drahtlose Signalübertragung verwenden, die nicht optische Signale benutzt (z. B. Radiofrequenzsignale).

Claims

1. System zum Prüfen der Abmessungen mechanischer Werkstücke (1), das eine Detektorvorrichtung und eine Verarbeitungs- und Steuereinheit (13) umfaßt, wobei die Detektorvorrichtung aufweist:

- einen Detektorkopf (3), um mit dem zu prüfenden Werkstück (1) zusammenzuwirken, mit Übertragereinrichtungen (7) zum Übertragen eines ersten elektromagnetischen, kodierten Signals (8),

- eine vom Kopf getrennten Sende-/Empfangseinheit (11) mit einem Empfangsteil (22, 33, 34) zum Empfangen des ersten elektromagnetischen, kodierten Signals (8) und einem Sendeteil (25-28, 35) zum Senden eines zweiten elektromagnetischen Signals (8', 10) und

- eine Schnittstelleneinheit (12), die an die Sende-/Empfangseinheit (11) und an die Verarbeitungs- und Steuereinheit (13) angeschlossen ist und Aufnahmemittel (39) und Mittel zum Erzeugen einer Signalumschaltung (37) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelleneinheit (12) Mittel zum Erzeugen von Überprüfsignalen (38) aufweist, das Sendeteil (25-28, 35) und das Empfangsteil (22, 33, 34) der Sende-/Empfangseinheit (11) zum Übertragen entsprechender elektromagnetischer Überprüfsignale (8') bzw. zum Empfang reflektierter, elektromagnetischer Überprüfsignale (8') in der Lage sind, um die Funktion der Detektorvorrichtung zu überprüfen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung Verbindungsmittel (45) zwischen der Sende-/Empfangseinheit (11) und der Schnittstelleneinheit (12) aufweist, mit einer ersten Verbindungsleitung (43) zwischen dem Empfangsteil (22, 33, 34) und den Aufnahmemitteln (39) und einer zweiten Verbindungsleitung (44), und daß die Schnittstelleneinheit (12) Schaltmittel (40) zum Anschließen der Mittel zum Erzeugen einer Signalumschaltung (37) und alternativ der Mittel zum Erzeugen eines Überprüfsignals (38) an das Sendeteil (25- 28, 35) über die zweite Verbindungsleitung (44) aufweist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsteil (22, 33, 34) Abschwächungsmittel aufweist, die an die zweite Verbindungsleitung (44) angeschlossen sind, um die Empfangsempfindlichkeit des Empfangsteils (33, 34) zu mindern.

4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung ein Kabel (45) mit elektrischen Adern zur elektrischen Verbindung der Sende-/Empfangseinheit (11) und der Schnittstelleneinheit (12) aufweist, wobei die erste (43) und die zweite (44) Verbindungsleitung Adern des Kabels (45) sind.

5. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsteil (22, 33, 34) und das Sendeteil (25-28, 35) der Sende- /Empfangseinheit (11) eine Vorrichtung zur optoelektronischen Umwandlung (22, 25-28) aufweist, und daß die elektromagnetischen Signale (8, 8', 10) optischer Art sind.

6. Verfahren zum Überprüfen der Funktion eines Systems zum Prüfen der Abmessungen eines mechanischen Werkstücks mit einem Detektorkopf (3) zum Senden elektromagnetischer, kodierter Signale (8) und Schnittstellen- und Sende- /Empfangsmitteln (11, 12), die getrennt vom Kopf sind, mit einem Empfangsteil (22, 33, 34) zum Empfang elektromagnetischer Signale (8), Mitteln (38) zum Erzeugen von Überprüfsignalen und einem Sendeteil (25-28, 35) zum Senden elektromagnetischer Signale (8', 10), welches Verfahren die Schritte aufweist:

- Ansteuern (51) der Schnittstellen- und Sende-/Empfangsmittel (11, 12) zum Erzeugen von Überprüfsignalen und zum Senden entsprechender, elektromagnetischer Überprüfsignale (8'),

- Anordnen einer reflektierenden Fläche (16) nahe des Sendeteils (25-28), um eine Reflexion der elektromagnetischen Überprüfsignale (8', 10) zum Empfangsteil (22) der Schnittstellen- und Sende-/Empfangsmittel (11) zu bewirken (52), und

- Überprüfen (53, 54), daß das Empfangsteil (22, 33, 34) die reflektierten, elektromagnetischen Überprüfsignale (8', 10) richtig empfangen hat.

7. Verfahren nach Anspruch 6 zum Überprüfen der Funktion eines Prüfsystems, das eine Verarbeitungs- und Steuereinheit (13), die Schnittstellen- und Sende-/Empfangsmittel mit einer Sende-/Empfangseinheit (11) und einer Schnittstelleneinheit (12) aufweist, wobei letztere an die Verarbeitungs- und Steuereinheit (13) und die Sende-/Empfangseinheit (11) angeschlossen ist und Aufnahmemittel (39) und die Mittel (38) zum Erzeugen von Überprüfsignalen aufweist, welches Verfahren die Schritte aufweist: Verbinden (51) der Mittel (38) zum Erzeugen von Überprüfsignalen mit dem Sendeteil (25-28, 35), um das Senden der elektromagnetischen Überprüfsignale (8') durch die Sende-/Empfangseinheit (11) und die Reflexion (51) der elektromagnetischen Überprüfsignale (8') zu erreichen und um zu überprüfen (53, 54), daß die Aufnahmemittel (39) die reflektierten Signale richtig empfangen haben.

8. Verfahren nach Anspruch 7 zum Überprüfen der Funktion eines Systems, bei dem die Sende-/Empfangseinheit (11) ein Gehäuse (14) und ein mechanisch mit dem Gehäuse (14) verbundenes Glasbauteil (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasbauteil (16) die reflektierende Fläche festlegt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 zum Überprüfen der Funktion einer Vorrichtung mit Verbindungsmitteln zwischen der Sende-/Empfangseinheit (11) und der Schnittstelleneinheit (12) mit einer ersten (43) und einer zweiten (44) Verbindungsleitung, welches Verfahren die Schritte aufweist:

- Unterbrechen (55, 58) der Verbindung zwischen der Sende-/Empfangseinheit (11) und der Schnittstelleneinheit (12),

- Kurzschließen (55, 58) der ersten Verbindungsleitung (43) mit der zweiten Verbindungsleitung (44) und

- Überprüfen (56, 57, 59, 60,61) ob die durch die kurzgeschlossenen Verbindungsleitungen (43, 44) übertragenen Überprüfsignale von den Aufnahmemitteln (39) der Schnittstelleneinheit (12) richtig aufgenommen wurden.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch einen Schritt, bei dem eine Minderung der Empfindlichkeit des Empfangsteils (22, 33, 34) der Schnittstellen- und Sende-/Empfangsmittel (11) bewirkt wird.